O presente estudo avalia a atividade anticâncer do extrato de goiaba rico em licopeno (ELG) em células de adenocarcinoma mamário in vitro. O ELG foi analisado por espectrofotometria, espectrometria de massa, Infravermelho com Transformada de Fourier com Reflexo Total Atenuado (FTIR-ATR) e estudos computacionais. O efeito citotóxico, por sua vez, foi demonstrado em células de adenocarcinoma de mama humano (MCF-7), células de fibroblastos de camundongos (NIH-3T3), macrófagos peritoneais de camundongos BALB/c e eritrócitos de sangue de carneiro por ensaio de viabilidade celular utilizando o método MTT e citometria de fluxo. Os resultados obtidos por espectrofotometria mostram que o ELG contém 20% de peso seco de licopeno/extrato, enquanto a MS/MS demonstra a presença de um íon molecular [M + H]+ , com valor de m/z de 536.4, expressivo para cis-licopeno, assim como, três fragmentos principais com valores de m/z foram: 444,3; 375,3 e 269,2 característicos deste carotenoide. Os FTIR-ATR experimental e teórico sugerem a presença de isômeros 5-cis e 13-cis licopeno. O ELG apresentou uma atividade dose e tempo dependente em células MCF-7 com um IC50 de 25 e 6,25 µg/mL nos tempos de 24 e 72 horas, respectivamente. Em paralelo, o ELG não demonstrou atividade citotóxica tão significativa em linhagem de fibroblastos NIH-3T3, apresentando IC50 superior a 800 µg/mL após 24 e 72 horas. Em concordância, o tratamento com ELG (800 a 6,25 μg/mL) apresentou baixa citotoxicidade em macrófagos peritoneais de BALB/c e ausência de atividade hemolítica. O ELG (400 e 800 μg/mL) causou redução na proliferação celular, parada do ciclo celular, fragmentação do DNA, modificações no potencial da membrana mitocondrial e alterações morfológicas de granularidade e tamanho na célula MCF-7, mas não causou danos significativos à membrana celular, não causou necrose e nem apoptose tradicional. Assim, o ELG demonstrou uma atividade citotóxica e citostática em células de adenocarcinoma mamário representando um grande potencial para o tratamento do câncer de mama. No entanto, outras investigações serão realizadas para entender melhor o mecanismo de ação da amostra.